能够使轮椅在阶梯上运动的装置及包括该装置的轮椅的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轮椅，具体涉及一种有利于轮椅在两个梯级之间运动的装置。
【背景技术】
[0002]轮椅常用于协助行走能力受损或者完全无法行走的人。当坐在轮椅中的人使用他或她的手时，他或她可在轮椅中利用连接到轮椅后轮的手环推动其自身。也可以在轮椅后部提供把手以允许看护者推动轮椅。
[0003]当轮椅到达台阶处时，必须将轮椅与坐在轮椅中的人一起升高或降低。已经提出各种装置以利于轮椅进行上下台阶的运动。
[0004]例如，美国专利4，962，942公开了一种轮椅，其可越过路沿和其它障碍物。该轮椅具有位于前后轮之间的第一辅助支撑轮和位于后轮后方的第二辅助轮。前轮和后轮被构建为由轮椅乘客进行升高或降低。当遇到障碍物时，乘客向前推动轮椅直到第一辅助轮处于路沿边缘处，并且前轮悬空。前轮然后降低到路沿底部，向前推动轮椅直到第二辅助轮处于路沿边缘处。大的后轮然后降低到路沿高度，接着由乘客推动轮椅至相反路沿，在此通过将轮椅转动180°并以相反次序执行轮调节过程而爬上路沿。
[0005]被设计用于协助越过台阶的轮椅还公开在中国专利CN202179644以及美国专利4，811，966,5, 228，709,8, 167，317 中。
【发明内容】
[0006]一方面，本发明提供一种有利于轮椅在台阶处运动的装置。在使用时，本发明的装置设置在轮椅的前轮与后轮之间，该装置包括空心衬套和支腿，所述支腿能够在所述衬套中的回缩位置与伸展位置之间滑动。当轮椅在水平地面上运动时，所述支腿保持在回缩位置，当希望上下阶梯时则变为处于伸展位置，在下文中详述。
[0007]本发明还提供一种轮椅，其包括一个或多个前述的本发明装置。所述装置可与轮椅一体化或者可安装在现有的轮椅上。轮椅可具有可调节高度的把手。本发明的轮椅还可包括在一个或两个后轮上的驱动杆，以允许坐在轮椅中的人推动自身。如在下文中所示，杠杆效应减少了手动推动轮椅所需的力。
[0008]本发明的轮椅可机动化。在该实施方案中，可将外齿环连接到后轮的内轮辋。在座位下安装的电池驱动马达具有在马达杆轴上的驱动齿轮，以驱动外齿环和转动后轮。安装在轮椅上的操纵杆可用于操控轮椅。
【附图说明】
[0009]为了理解本公开内容并知悉其可以如何付诸实施，现在将仅以非限制性示例参照附图描述各实施方案，其中:
[0010]图1示出在一组阶梯顶部的轮椅，其中支腿处于回缩位置；
[0011]图2示出图1的在一组阶梯顶部的轮椅，其中支腿处于伸展位置；
[0012]图3示出在下行一个台阶后的图1的轮椅，其中支腿处于伸展位置；
[0013]图4示出在下行一组阶梯后到达水平楼面的图1的轮椅；
[0014]图5a示出处于非啮合位置的棘轮和棘爪；
[0015]图5b示出处于啮合位置的棘轮和棘爪；
[0016]图6示出连接到轮椅后轮的驱动臂；
[0017]图7示出图6的驱动臂；
[0018]图8示出具有“B”构造把手的轮椅；
[0019]图9示出上行台阶之前的轮椅；和
[0020]图10示出机动化轮椅的后轮。
【具体实施方式】
[0021]图1至4示出轮椅2，其中安装有一个或多个有利于轮椅在台阶上运动的装置4。轮椅2包括运载框架6、左右前脚轮8和左右后轮9。框架6具有座位11、扶手10、靠背12、脚架13和左右把手14。后轮9具有手轮辋16，坐在轮椅2中的人如果充分利用双手则可通过手轮辋16推动坐在轮椅中的自身。
[0022]轮椅的把手14可具有可选择的高度。在此情况下，每个把手14连接到能够在外衬套44中滑动的曲形管42。可通过手动转动锁定螺栓45而将曲形的支腿或管42锁定在任意期望位置。
[0023]本发明的装置4在图1至4的插图中放大显示。本发明的每个装置4位于前轮与后轮之间，在把手14的前方。每个装置4包括空心衬套22和能够在衬套22中滑动的空心支腿24。支腿24具有如图1和4中所示的在衬套22中的回缩位置和如图2和3中所示的在衬套22中的伸展位置。支腿24在接近其底端处弯曲以形成支脚25。支脚25包括辅助轮26a、26b、26c。作为不采用轮子的替代方案，支脚可包括连续轨道。衬套22设置有弹簧加载插销30，当支腿24处于回缩位置时，弹簧加载插销30装配到支腿24的壁内的底孔32中，当支腿24处于伸展位置时，弹簧加载插销30装配到支腿24的壁内的顶孔34中。这允许将支腿锁定在伸展位置和回缩位置。
[0024]轮椅2包括位于一个或两个把手14附近的手刹制动器40，用于锁定轮椅2的后轮9。辅助轮26a、26b、26c通过缆线37也被连接到手刹制动器40。当支脚处于地板或其它表面上时，将手刹制动器40压下使装置4的支脚25上的杠杆90抬高，这使得棒92下降以将垫93下压，垫93压在地面上以使支脚25制动。
[0025]图5更详细地示出后轮9的轮轴52。为了清楚起见，后轮9的辐条在图5中未显示。轮椅2设置有棘轮50，棘轮50在一个或两个后轮9处连接到轮轴52。棘爪54能够在枢轴56上旋转，枢轴56连接到轮椅2的框架6。棘爪54可利用锁定螺栓58锁定至图5a中所示的非啮合位置，其中后轮9可沿两个方向转动。作为替代方案，棘爪54可松脱至图5b中所示的啮合位置，其中后轮9仅可沿由箭头60所指的一个方向转动。棘爪54利用弹簧66被弹簧偏置到啮合位置，弹簧66在一端连接到棘爪54并在另一端连接到轮椅2的框架6。棘爪54连接到缆线62。压下一个或两个把手14上的杠杆64，使棘爪54从啮合位置升高到非啮合位置，这允许操控轮椅2。当杠杆64被松脱时，棘爪54在弹簧66的作用下返回到啮合位置。
[0026]图6更详细地示出后轮9。轮椅2设置有一对驱动杆70，其在图7中详细显示。驱动杆70包括轮辋72，轮辋72安装在轮椅2的后轮9之一的轮轴52上。驱动杆70可安装在轮的任一侧上，不过优选安装在轮9的内侧，并处于轮9与框架6之间。棒74从轮辋72延伸到基本垂直于棒74的表面76。衬套78从表面76延伸，并在自由端处设置有在枢轴82上枢转的杠杆80。杠杆80利用棒或缆线85连接到摩擦离合器84。将杠杆80压下使得摩擦钳84压在后轮9的轮胎上，从而使驱动杆70沿任一方向围绕轮轴52旋转，同时压下杠杆80使得后轮9旋转。杠杆70抓紧轮胎是模拟轮椅中的人抓紧轮辋直接手动旋转车轮，但比手动旋转所需的力显著更低。
[0027]再次参照图1至4，当轮椅2在水平地面上运动时，支腿24保持在回缩位置。当轮椅例如下行一组阶梯时，使后轮9接近最上一级台阶28的边缘(图1)。然后，将支腿24从回缩位置(图1)移动到伸展位置(图2)。每个装置4的支腿经由缆线37连接到位于把手14附近近的支腿松脱环38。当轮椅前部在较低台阶的上方时，将环38拉动使得支腿24在重力作用下从回缩位置下降至伸展位置，如图2所示。在此构造中，后轮与最上一级台阶28接触，辅助轮与下一级台阶29接触，前轮8悬空。
[0028]参照图2，在支腿24的伸展位置，辅助轮26位于前后轮的底部下方一距离y处。距离I优选地选择为约等于典型台阶的高度，约为17至18cm。装置4位于后轮的接触点33前方一距离X处，X优选地选择为比典型台阶的深度大约7cm，即约为27至28cm。在此，制动器40可以随时应用以确保轮椅位置处于控制之下。然后松脱制动器40。通过如上所选择的X和y，当轮椅从图2中所示位置被向前推动时，后轮9从最上一级台阶28下行到下一级台阶29，同时辅助轮26从台阶29下行到下一级台阶31 (图3)。随着轮椅下行，建议应用制动器以更好地控制轮椅的运动。此过程可以重复多次使得轮椅2可下行任意数目的台阶。
[0029]再次参照图2，支腿24可任选地设置有延伸部(未示出)，延伸部从支腿24延伸并当